Os cientistas inventaram partículas esquecidas que podem abrir computadores quânticos

Uma das abordagens mais confiáveis ​​para lidar com esse desafio é a computação quântica topular, que visa proteger as informações quânticas por criptografia nas propriedades geométricas de partículas sexy chamadas pare. Espera -se que essas partículas, que se prevêem estar em duas dimensões, sejam mais resistentes a ruído e interferência do que os desvios regulares.

“Dos principais candidatos a criar esse computador, eles estão pagando por qualquer pessoa. Aaron elogiouCartas de Dorncif, professor de matemática, física e astronomia na Faculdade de Artes e Ciências. “Pró”, um sistema quântico de uso geral não pode executar todas as funções necessárias para um objetivo geral. Seus cálculos de apoio dependem do ‘trançado’ e se move a qualquer pessoa fisicamente para promover a lógica quântica.

Mas em um novo estudo Contatos naturaisUm grupo de matemáticos e físicos liderados por pesquisadores da USC provou ser um trabalho surpreendente. O grupo mostra que o grupo pode criar quaisquer cálculos quânticos adicionando cálculos quânticos adicionando um novo tipo de novo tipo de rejeição das abordagens tradicionais ao cálculo quântico. Essas partículas recuperadas chamavam o grupo chamado “boicotes”, que reflete sua posição não assistida e seu novo significado. Este novo é naturalmente manifestado a partir de uma ampla estrutura matemática e fornece a matéria -prima ausente necessária para concluir a ferramenta computacional.

Lixo matemático para tesouro quântico

Isso é importante na nova classe de princípios matemáticos conhecidos como Princípios de Campo Quântico de Nível Semisimple (TQFTs). Eles geralmente estendem a estrutura padrão “metade” usada pelos físicos para descrever qualquer pessoa. Os modelos tradicionais são chamados de “Quantum Tres Zero”, rejeitando os objetos da matemática básica, rejeitando os objetos e os declarou inúteis.

“Mas os objetos que são descartados se tornarão peças ausentes”, explicou Lata. “É como encontrar o tesouro no que todos pensavam ser um lixo matemático”.

A nova estrutura mantém esses componentes negligenciados e revela qualquer tipo de novo tipo – boicote – permite que qualquer pessoa gelo e permite o cálculo global usando um revés. É importante ressaltar que há apenas uma negligência e é estável, enquanto o cálculo é feito por qualquer coisa em torno dele.

Casa com quarto instável

A inovação não deixa de ter seus desafios matemáticos. A estrutura não -semiflower introduz irregularidades que violam a unidade, que é um princípio básico que garante a proteção da mecânica quântica. A maioria dos físicos teria visto isso como uma falha perigosa.

Mas o grupo de Lata encontrou um elegante local de trabalho. Eles criaram criptografia quântica para isolar essas irregularidades matemáticas do cálculo real. “Imagine como projetar um computador quântico em uma casa com alguns quartos instáveis”, explicou Lata. “Em vez de ajustar cada quarto, quando os locais complexos são ilimitados, você garante que toda a sua computação esteja acontecendo em áreas de som estruturalmente”.

“Isolamos efetivamente as partes estranhas da teoria”, disse Lada. “Ao projetar cuidadosamente onde vive a informação quântica, garantimos que elas sejam nas áreas da doutrina do comportamento. Portanto, o sistema global é matematicamente incomum, mas o cálculo funciona”.

De pura matemática à realidade quântica

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“Abrimos um novo capítulo para ciência quântica da informação, adotando as estruturas matemáticas que antes eram consideradas inúteis”, disse Lata.

A pesquisa abre novas direções em teoria e prática. Matematicamente, o painel trabalha para expandir sua estrutura para outros valores de parâmetros e esclarecer o papel da unidade nos TQFTs não -sismisl. No lado do teste, eles visam identificar locais de materiais específicos que podem surgir e a criação de ética que se traduz em funções quânticas que podem ser realizadas por suas pulseiras.

“Especialmente emocionante é que este trabalho se aproxima de nós com a computação quântica universal, que são as partículas que já sabemos como criar”. “A matemática fornece um objetivo claro: se os examinadores puderem encontrar uma maneira de sentir algo mais padrão, poderá abrir todo o poder dos sistemas baseados em glacê”.

Além de Lada, outros autores incluem Philipo Yulianelli, o primeiro escritor do estudo, e Joshua Susan, do Medger Evers College da Universidade da Cidade de Nova York.

Para este estudo, os subsídios da National Science Foundation (NSF) (TMS-1902092, TMS-2200419, TMS-2401375), Escritório de Pesquisa Militar (W911NF-20-1-0075), baixo dimensal, Communications, Simonel Doppulaga B.F.